当前位置:首页 科普知识 电液成形

电液成形

发布时间:2023-09-15 10:12:07

电液成形

电液成形(electrohydraulic forming),指利用强电流脉冲在液体中放电时所产生的冲击波和水流动压,使金属板料或管材发生塑性变形而成形的方法。当高压直流电向电容器充电到一定数值时,辅助间隙被击穿,高压电便加在由两个电极形成的主间隙上,将其击穿和放电,形成强大的冲击电流,在介质水中引起冲击波和高速水流动压使金属成形。电液成形主要用于板件和管件的拉深、胀形、翻边、冲孔等,但由于受到设备容量的限制,电液成形仅适用于中小件的成形,尤其适合管类零件的胀形加工。

电液成形简介

电液成形是利用液体中强电流脉冲放电时产生的高能冲击波,是对金属毛坯进行加工的一种成形方法。由于成形时常以水作介质传递能量,故又称为电水成形。与爆炸成形相比,电液成形具有成形过程稳定、能量易于控制、操作方便,生产率高、便于实现机械化自动化生产等优点。但电液成形设备较复杂,其加工能力受到设备容量限制,因此,目前还仅限于中小型零件(Φ400mm以下)的中小批量生产。

用电液成形方法可以对板材及管材进行的冲压加工有:拉深,胀形、校形、压印,冲孔等。下图为管状毛坯的电液成形示例。

电液成形电液成形原理

电液成形装置的基本回路如下图1所示,其装置主要由充电回路和放电回路组成:

1、充电回路,它包括升压变压器、整流器和充电电用;

2、放电回路,它包括电容器、辅助开关和电极。

电液成形的电能释放有两种形式,即间隙放电和电阻爆丝放电。如将上图所示的电极之间用细金属丝联结起来,在电容器放电时,强大的脉冲电流会使金属丝迅速熔化并蒸发成为高压气体,在介质中形成冲击波而使金属毛坯贴模成形,又称此为电爆成形。电爆成形时能量转换率高,皮形效果比间除放电时要大些,两电极之间的距离也可以大一些。缺点是每爆一次,都须换一根金属丝,操作不方便。金属细丝必须是良好的导电体,常用钢丝、铜丝、铝丝等。

电液成形电液成形装置

电液成形可分为开式成形和闭式成形两种方式。一-般情况下,开式成形时的能量利用率仅为10%~20%,面闭式成形能提高能量利用率,可达30%。

电液成形所用电极可分为对向式、同轴式、平行式及活动式等多种形式,生产中常用对向式与同轴式。对向式电极结构简单,绝缘材料易于解决,但电极固有电感较大。同轴式电极固有电感小成形效率商,但电极结构复杂,对绝缘材料有较高要求。平行式电极具有易于调整与毛坯之间距离的优点,但在放电时受介质压力及电磁力的横向作用,必须注意结构上的强度问题。活动式电级的活动电极置于空气介质中,固定电极没没于液体介质中,活动电极借助于机械动作与固定电极接近,当两电极间距离减少至一定值时,发生放电现象。因此,可省掉放电回路中的辅助间隙,且不存在绝缘问题。但由于每次放电间隙距离存在差异,故引起压力及压力分布的不稳定,从面影响成形质量。

电液成形装置一般由水箱、放电电极和模具组成。水箱外壳和上董应具有足够的强度。为保证贴模精度,模具型腔内的空气应在放电前排除,所以成形装置中常附设抽真空系统。

管状毛坯的电液成形装置如下图2所示,用于胀形加工。由图示结构可知,凹模皆做成组合式,以便取件。但结合面必须严密,否则,合缝处会在胀形件上留下痕迹。

电液成形工艺参数选择

电极是电液成形中的放电元件,电极材料可用铜、黄铜、低碳钢、不锈钢等。在电液成形工艺中,当电极形式确定后。电极间隙及电极位置是重要的工艺参数,必须合理选择。否则。会直接影响成形效率及成形质量。

1、电极间隙(主间隙)

改变电极间隙的大小将直接影响冲击电流的波形、压力峰值及成形效果。合理选用电极间隙,可以提高能量利用率,获得最大的变形程度。在确定的条件下。对应于零件最大变形程度的电极间距离,称为最佳间隙。最佳间隙受电压及电容的影响,还与液体介质的导电性能、成形零件的尺寸等因素有关,其值一般要经实验确定。实验表明。随着电压值或电容值的升高,最佳间隙增大。

2、电极位置

电极在液体介质中的位置,可由水深和吊高确定。水深是电极至液面的距离。从变形效率考虑.电液成形必须保证足够的水深。闭式成形时,水深影响不大;开式自由水面威形时,由于水泡冒出水面会减弱冲击波的压力,所以水深至少要等于电极间隙到毛坯之间的距离。但水深大于一定数值后,对变形效率的影响已不显著。吊高是电极至毛还表面的距离。吊高的大小直接影响变形深度和成形效率。实验表明,相对静压(对应于同一变形深度所需的静压力)与吊高平方成反比。因此,为了得到较大的压力,获得较高的成形效率,应尽量臧小吊高.但吊高过小,将引起压力分布不均,从而影响成形效果。合理吊高值可通过实验确定。

温馨提示:
本文【电液成形】由作者 教育百科书 转载提供。 该文观点仅代表作者本人, 自学教育网 信息发布平台,仅提供信息存储空间服务, 若存在侵权问题,请及时联系管理员或作者进行删除。
(c)2008-2025 自学教育网 All Rights Reserved 汕头市灵创科技有限公司
粤ICP备2024240640号-6